DE3207080A1 - Vorgesteuertes druckventil - Google Patents

Description

Mannesmann Rexroth GmbH

Postfach 340 Anwaltsakte M-5676

8770 L ο h r 9. Februar 1982

Vorgesteuertes Druckventil

Die Erfindung betrifft ein vorgesteuertes Druckventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Solche Druckventile dienen als Druckbegrenzungsventile zum Einstellen eines bestimmten Systemdruckes. Während direktgesteuerte Druckbegrenzungsventile für kleinere Durchflußmengen Verwendung finden, werden für größere Durchflußmengen vorgesteuerte Druckbegrenzungsventile eingesetzt. Das Vorsteuerventil ist ein direkt gesteuertes Druckventil, auf dessen Schließglied der Systemdruck wirkt. Öffnet das Vorsteuerventil, so entsteht zwischen den beiden Stirnseiten des Hauptkolbens des Druckventils ein Druckgefälle, wodurch sich der Hauptkolben verschiebt und damit überschüssige Flüssigkeit aus dem System zum Tank abfließen läßt.

Das vorgesteuerte Druckventil weist außerdem in bekannter Weise ein Wegeventil auf, über das eine direkte Verbindung der den Systemdruck führenden Leitung zum Tank herstellbar ist. Damit kann das Druckventil zum Beispiel zum drucklosen Anfahren einer Pumpe oder bei Stillstandszeiten einer hydraulischen Anlage auf drucklosen Umlauf ®° und damit niedrige Verlustleistung umgeschaltet werden.

Wird nun beispielsweise durch elektromagnetische Betätigung des Wegeventils das Druckventil auf drucklosen Uralauf geschaltet, so wird das vom Hauptkolben des Druck ventils verdrängte Flüssigkeitsvolumen über eine Düse zum Wegeventil und damit zum Tank geführt, so daß die Öffnungsbewegung des Hauptkolbens gedämpft wird und damit sehr hohe und steile Druckunterschiede in der Anlage vermieden werden. Je größer die Drosselwirkung der Dämpfungsdüse ist, desto stärker wird die •Öffnungsbewegung des Hauptkolbens gedämpft. Andererseits fließt aber auch ständig eine verhältnismäßig geringe Durchflußmenge über die Düse und das Wegeventil zum Tank. Je größer die Drosselwirkung der Düse ist, desto höher steigt der Druck stromauf der Düse, wodurch sich der Hauptkolben zu schließen sucht, so daß die Drosselverluste bei drucklosem Umlauf erhöht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das vorgenannte Druckventil so auszubilden, daß beim Schalten auf drucklosen Umlauf eine gute Dämpfung des Hauptkolbens des Druckventils bewirkt wird und die Drosselverluste herabgesetzt werden.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Auf diese Weise wird beim Schalten auf drucklosen Umlauf ^Q das vom Hauptkolben in seiner Öffnungsbewegung verdrängte Flüssigkeitsvolumen über die beiden hintereinanderliegenden Drosselstellen in die den Systemdruck führende Leitung zwischen die beiden zusätzlichen Drosselstellen In diesem Raum zwischen den beiden zusätzlichen Drosselstellen herrscht ein höheres Druckniveau als in der zum Tank führenden Ablaufleitung, so daß beim Schalten auf

♦geführt.

drucklosen Umlauf das vom Hauptkolben verdrängte Flüssigkeitsvolumen verhältnismäßig langsam abfließt, wodurch die Öffnungszeit des Hauptkolbens verlängert wird. Dadurch ergibt sich ein sehr weiches Entlasten des Systemdruckes auf den Tankdruck.

Ferner läßt sich der Öffnungsquerschnitt der stromauf der Anschlußstelle vorgesehenen zusätzlichen Drosselstelle im Verhältnis zu der dem Wegeventil vorgeschalteten Drosseistelle so bemessen, daß beim Schalten auf drucklosen Umlauf ein geringer Umlaufdruck erzielt wird. Damit lassen sich die Drosselverluste beim drucklosen Umlauf erheblich verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorgesteuertes Druckventil mit Wegeventil schematisch dargestellt ist.

In einer Bohrung des Hauptventils 10 ist ein Hauptkolben 12 verschiebbar, über den eine Verbindung von der den Systemdruck führenden Leitung 16 zu einer zum Tank führenden Leitung T gesteuert wird.

Die rechte Stirnseite 13 des Hauptkolbens 12 wird über eine Zweigleitung 17 aus der Leitung 16 mit dem Systemdruck unmittelbar beaufschlagt, während die andere mit einer Feder 15 beaufschlagte Stirnseite 14 des Hauptkolbens 12 mit dem Systemdruck aus der Leitung 16 über eine Zweigleitung 18 beaufschlagt ist, in der drei Drosselstellen 20, 21 und 22 angeordnet sind. Das Vorsteuerventil 25 ist so angeschlossen, daß auf sein mit einer Feder 26 belastetes Schließelement 27 der Druck in der

Leitung 18 zwischen den Drosselstellen 21 und 22 wirkt. 35

Im Ruhezustand ist der Druck auf beiden Stirnseiten 13 und 14 des Hauptkolbens 12 gleich groß. Durch gleich

große Flächen ist der Hauptkolben 12 druckausgeglichen. Die Feder 15 hält den Hauptkolben in der gezeigten Ausgangsposition. Der Ansprechdruck des Druckventils ist an der Feder 26 des Vorsteuerventils 25 eingestellt.

Erreicht der Systemdruck den am Vorsteuerventil 25 eingestellten Wert, so öffnet das Schließelement 27 und Flüssigkeit strömt aus der Leitung 16 über die Drosselstelle 21 zum Tank T. An der Drosselstelle 21 entsteht ein Druckgefälle, das auch zwischen den beiden Stirnseiten 13, 14 des Hauptkolbens wirksam ist. übersteigt die Kraft aus Druckgefälle mal Kolbenfläche die Kraft der Feder 15, so verschiebt sich der Hauptkolben 12 nach links und läßt überschüssige Flüssigkeit aus der Leitung 16 zum Tank T abfließen.

Die Öffnungsbewegung des Hauptkolbens 12 wird durch die Drosselstelle 22 gedämpft, weil die vom Kolben,verdrängte Flüssigkeitsraenge über die Drosselstelle 22 und das Schließelement 27 zum Tank T abfließt.

Soll das Druckventil 10, 25 auf drucklosen Umlauf geschaltet werden, so wird ein Wegeventil 30 über eine weitere Drosselstelle 32 an die Leitung 18 zwischen den Drosselstellen 20 und 21 angeschlossen. In der gezeigten Ausgangsstellung sperrt das Wegeventil 30 die Leitung ab. Wird dagegen das Wegeventil in die drucklose Umlaufstellung umgeschaltet, so wird der vor der Stirnseite

^ow des Hauptkolbens 12 liegende Raum über die Drosselstellen 21, 22 und 32 mit Tank T verbunden. Die bei der Öffnungsbewegung des Hauptkolbens 12 verdrängte Flüssigkeitsmenge erfährt eine Drosselung sowohl an der Dämpfungsdrosselstelle 22 als auch an der Zulaufdrosselstelle 21, so daß eine erhebliche Dämpfung erzielt wird und die Öffnungsbewegung des Hauptkolbens 12 verlangsamt wird.

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Außerdem gelangt das vom Hauptkolben 12 verdrängte Flüssigkeitsvolumen nach dem Durchströmen der Drosselstelle 21 auf einen Druckpeael, der zwischen dem Systemdruck und dem Tankdruck liegt und von dem Querschnittsverhältnis der beiden Drosselstellen 20 und 32 bestimmt ist. Hierdurch wird das Druckgefälle an den Drosselsteilen 21 und 22 verringert, wodurch sich eine weitere Verlängerung der Öffnungszeit des Hauptkolbens ergibt. Der Systemdruck wird deshalb sehr weich auf den Tankdruck entlastet.

Ferner läßt sich der Öffnungsquerschnitt der Vordrosselstelle 20 im Verhältnis zu der dem Wegeventil 30 vorgeschalteten Drosselstelle 32 so bemessen, daß die über die Leitung 18 und das Wegeventil 30 zum Tank T

bei geöffnetem Hauptkolben abfließende Steuerflüssigkeitsmenge/einen geringen Widerstand vorfindet, so daß sich ein geringer Umlaufdruck einstellt. Damit erfolgt keine Druckerhöhung in der Leitung 18, welche den Hauptkolben 12 in Schließrichtung beaufschlagen könnte. Der Hauptkolben 12 bleibt in der geöffneten Stellung und die Drosselverluste in der Anlage beim drucklosen Umlauf sind sehr gering.

in diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß auch bei bekannten vorgesteuerten Druckventilen mit Wegeventil zum Umschalten auf drucklosen Umlauf die Drosselstellen 21, 22 und 32 vorgesehen sind. Jedoch ist in bekannter Weise dann das Wegeventil über die

³^ Drosselstelle 32 an den Raum zwischen den Drosselstellen 21 und 22 angeschlossen und entfällt die Drosselstelle 20. Damit wird beim Umschalten des Wegeventils auf drucklosen Umlauf das vom Hauptkolben 12 verdrängte Flüssigkeitsvolumen lediglich über die Drosseistellen 22 und 32 zum Tank T abgeleitet. Dies hat den Nachteil, daß die Druckentlastung mit nur geringer Dämpfung erfolgt. Verengt man jedoch die Durch-

1 flußguerschnitte der Drosselstellen, so wird zwar das Dämpfungsverhalten beim Schalten auf drucklosen Umlauf verbessert/ andererseits jedoch der Umlaufdruck erhöht/ so daß sich erhebliche Drosselverluste ergeben.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   M. Vorgesteuertes Druckventil zum Einstellen eines bestimmten Systemdrucks, mit einem federbelasteten Hauptkolben, dessen eine Stirnseite von dem Systemdruck unmittelbar und dessen andere federbelastete Stirnseite von dem Systemdruck über zwei hintereinander liegende Drosselstellen (21,22) beaufschlagt ist, mit einem Vorsteuerventil (25), über dessen federbelastetes Schließelement (27) der Raum zwischen beiden Drosselstellen (21,22) mit dem Ablauf verbindbar ist, wenn der Systemdruck den am Schließelement eingestellten Druck übersteigt, wobei durch den am Hauptkolben wirksamen Druckunterschied der Hauptkolben verschoben und eine Verbindung von der den Systemdruck führenden Leitung (16) zum Ablauf hergestellt wird, und mit einem Wegeventil (30), mit dem eine Verbindung von der den Systemdruck führenden Leitung über eine weitere Drosselstelle (32) zum Ablauf herstellbar und das Druckventil auf drucklosen Umlauf umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (30) an die den Systemdruck führende Leitung (16) stromauf der beiden Drosselstellen (21 ,22) angeschlossen ist und stromauf der Anschlußstelle in der den Systemdruck führenden Leitung (16) eine Vordrosselsteile (20) vorgesehen ist.
2. 2. Vorgesteuertes Druckventil nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Durchflußquerschnitte der °® stromauf der Anschlußstelle vorgesehenen Vordrosselstelle (20) und der dem Wegeventil (30) vorgeschalteten Drosselstelle (32) so bemessen sind, daß der Druck in der Leitung (18) zwischen den Drosselstellen

   verhältnismäßig gering ist.
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